JP5670009B2 - Nitride semiconductor laser device - Google Patents
Nitride semiconductor laser device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5670009B2 JP5670009B2 JP2007046260A JP2007046260A JP5670009B2 JP 5670009 B2 JP5670009 B2 JP 5670009B2 JP 2007046260 A JP2007046260 A JP 2007046260A JP 2007046260 A JP2007046260 A JP 2007046260A JP 5670009 B2 JP5670009 B2 JP 5670009B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protective film
- film
- nitride semiconductor
- region
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 140
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims description 122
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 191
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 132
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 30
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 21
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 313
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 10
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 5
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N Amitrole Chemical compound NC1=NC=NN1 KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 1
- MHYQBXJRURFKIN-UHFFFAOYSA-N C1(C=CC=C1)[Mg] Chemical compound C1(C=CC=C1)[Mg] MHYQBXJRURFKIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000000572 ellipsometry Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000007716 flux method Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
本発明は、窒化物半導体レーザ素子に関し、より詳細には、共振器面に保護膜を有する窒化物半導体レーザ素子に関する。 The present invention relates to a nitride semiconductor laser device, and more particularly to a nitride semiconductor laser device having a protective film on a resonator surface.
窒化物半導体レーザ素子では、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）又はへき開によって形成された共振器面はバンドギャップエネルギーが小さくなるため、出射光の吸収が端面で起こり、この吸収により端面に熱が発生し、高出力半導体レーザを実現するには寿命特性等に問題があった。このため、例えば、高出力半導体レーザの共振器面の保護膜として、Ｓｉの酸化膜や窒化膜を用いて、共振器面に窓構造を形成し、共振器面での光吸収を抑制している（例えば、特許文献１）。 In a nitride semiconductor laser device, the resonator surface formed by RIE (reactive ion etching) or cleavage has a small band gap energy, so that absorption of emitted light occurs at the end surface, and heat is generated at the end surface due to this absorption. In order to realize a high output semiconductor laser, there was a problem in life characteristics. For this reason, for example, a Si oxide film or nitride film is used as a protective film for the resonator surface of a high-power semiconductor laser, and a window structure is formed on the resonator surface to suppress light absorption on the resonator surface. (For example, Patent Document 1).
一方、従来から、特定波長に対応した周期的屈折率変動を設けるために、共振器内部にストライプ構造を採用し、単峰性を実現するなどの工夫がなされており、その保護膜としてＳｉＯ2膜を用い、ストライプごとに保護膜の厚みを変動させるものが提案されている（例えば、特許文献２及び３等）。
窒化物半導体レーザ素子においては、共振器面での光吸収を抑制できる構造を採用したり、その性能等に応じた種々の保護膜の形態が試行されているが、高出力レーザを実現するために、未だ光吸収及び発熱の十分な防止を図ることができず、また、窒化物半導体における格子定数の違いに起因する窒化物半導体層にクラックが発生したり、あるいは保護膜に剥がれが生じ、所望の機能を果たすことができなくなるという問題が、依然として存在する。 In nitride semiconductor laser devices, a structure that can suppress light absorption at the resonator surface is adopted, and various forms of protective films according to its performance have been tried, but in order to realize a high-power laser In addition, it is still not possible to sufficiently prevent light absorption and heat generation, and cracks occur in the nitride semiconductor layer due to the difference in lattice constant in the nitride semiconductor, or the protective film peels off, There still remains the problem that it is unable to perform the desired function.
つまり、窒化物半導体レーザ素子は、光密度が大きいため、放熱性を向上させる必要があるが、発振した光を好適に反射・透過できるような保護膜を形成する際、放熱性を向上させるために膜厚を厚くすると、その保護膜にクラックが発生しやすいという問題がある。 In other words, the nitride semiconductor laser device has a high light density, so it is necessary to improve the heat dissipation. However, when forming a protective film that can suitably reflect and transmit the oscillated light, it is necessary to improve the heat dissipation. If the film thickness is too thick, there is a problem that cracks are likely to occur in the protective film.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、窒化物半導体のクラックの発生を抑制し、かつ端面において保護膜の剥がれが生じず、良好な特性及び高寿命を実現する窒化物半導体レーザ素子を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and a nitride semiconductor laser element that suppresses the occurrence of cracks in a nitride semiconductor and does not cause peeling of a protective film on the end face, thereby realizing good characteristics and a long life. The purpose is to provide.
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、第１窒化物半導体層、活性層、第２窒化物半導体層を含む窒化物半導体層と、該窒化物半導体層の共振器面に接触する保護膜とを有する窒化物半導体レーザ素子であって、
少なくとも共振器面の活性層に接触する保護膜が、該保護膜の最大膜厚よりも薄い領域を有することを特徴とする。
The nitride semiconductor laser device of the present invention includes a nitride semiconductor layer including a first nitride semiconductor layer, an active layer, and a second nitride semiconductor layer, and a protective film in contact with the resonator surface of the nitride semiconductor layer. A nitride semiconductor laser device comprising:
The protective film contacting at least the active layer on the resonator surface has a region thinner than the maximum film thickness of the protective film.
この窒化物半導体レーザ素子では、前記保護膜の最大膜厚よりも薄い領域は、共振器面の光導波路領域であることが好ましい。
また、前記第２窒化物半導体層の表面にリッジが形成されており、前記光導波路領域に接触する保護膜のうち、リッジの下方及びその近傍領域において、前記保護膜の最大膜厚よりも薄い領域を有することが好ましい。
In this nitride semiconductor laser element, the region thinner than the maximum thickness of the protective film is preferably an optical waveguide region on the resonator surface.
Also, a ridge is formed on the surface of the second nitride semiconductor layer, and the protective film in contact with the optical waveguide region is thinner than the maximum film thickness of the protective film in the region below and in the vicinity of the ridge. It is preferable to have a region.
さらに、前記保護膜は、六方晶系の結晶構造を有する材料又は窒化物膜で形成されていることが好ましい。
また、前記保護膜の最大膜厚は、５０Å〜１０００Åの膜厚であることが好ましい。
さらに、前記共振器面の光導波路領域以外の領域に接触する保護膜は、共振器面と同軸配向の結晶構造を有することが好ましい。
前記共振器面が、Ｍ面（１−１００）、Ａ面（１１−２０）、Ｃ面（０００１）又はＲ面（１−１０２）からなる群から選ばれる面であることが好ましい。
Further, the protective film is preferably formed of a material having a hexagonal crystal structure or a nitride film.
The maximum film thickness of the protective film is preferably 50 to 1000 mm.
Furthermore, it is preferable that the protective film in contact with the region other than the optical waveguide region on the resonator surface has a crystal structure coaxially aligned with the resonator surface.
The resonator plane is preferably a plane selected from the group consisting of an M plane (1-100), an A plane (11-20), a C plane (0001), or an R plane (1-102).
前記共振器面がＭ面（１−１００）であり、かつ、共振器面の光導波路領域以外の領域に接触する保護膜は、共振器面と同軸配向であるＭ軸配向の結晶構造を有していることが好ましい。 The protective surface is an M plane (1-100) and the protective film in contact with the region other than the optical waveguide region of the resonator surface has an M-axis oriented crystal structure that is coaxial with the resonator surface. It is preferable.
前記共振器面に接触する保護膜上に、第２保護膜がさらに積層されてなることが好ましい。
前記保護膜の最大膜厚よりも薄い領域の保護膜の膜厚が、最大膜厚に対して５％以上薄いことが好ましい。
前記保護膜の最大膜厚よりも薄い領域は、共振器面において横長の楕円形状であることが好ましい。
It is preferable that a second protective film is further laminated on the protective film in contact with the resonator surface.
The thickness of the protective film in a region thinner than the maximum thickness of the protective film is preferably 5% or more smaller than the maximum thickness.
The region thinner than the maximum film thickness of the protective film is preferably a horizontally long oval shape on the resonator surface.
本発明によれば、共振器面において、窒化物半導体層に密着性の良好な保護膜を接触させて形成することにより、放熱性を最大限に発揮させることができるとともに、特に、全体として比較的厚膜の保護膜を形成した場合においても、少なくとも共振器面の活性層において、保護膜を薄膜状に形成することにより、保護膜との密着性に起因する窒化物半導体層と保護膜との間の応力の緩和を図り、保護膜の剥がれ又は窒化物半導体層へのクラックの発生を確実に防止することができる。これにより、信頼性が高く、ＣＯＤレベルを向上させた高出力の窒化物半導体レーザ素子を提供することができる。 According to the present invention, on the resonator surface, by forming a protective film with good adhesion on the nitride semiconductor layer in contact with the nitride semiconductor layer, the heat dissipation can be maximized, and in particular, the comparison as a whole. Even when a protective film having a relatively thick film is formed, by forming the protective film in a thin film shape at least in the active layer on the resonator surface, the nitride semiconductor layer and the protective film caused by adhesion to the protective film Stress can be relaxed, and peeling of the protective film or occurrence of cracks in the nitride semiconductor layer can be reliably prevented. As a result, it is possible to provide a high-power nitride semiconductor laser device with high reliability and improved COD level.
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、例えば、典型的には図１に示すように、主として、第１窒化物半導体層１１、活性層１２及び第２窒化物半導体層１３からなる窒化物半導体層を含み、窒化物半導体層の対向する端面に共振器面が設けられて、共振器が形成されている。
The nitride semiconductor laser device of the present invention typically has a nitride semiconductor layer mainly composed of a first
このような窒化物半導体レーザ素子は、通常、窒化物半導体層が基板１０上に形成されており、第２窒化物半導体層１３の表面にリッジ１４が形成され、共振器面の全面に保護膜（図２（ａ）〜（ｃ）中、２５参照）が形成され、さらに、埋込膜１５、ｐ電極１６、第３保護膜１７、ｐパッド電極、ｎ電極１９等が適宜形成されている。
In such a nitride semiconductor laser device, a nitride semiconductor layer is usually formed on the
保護膜２５は、図２（ａ）の活性層での断面図、図２（ｂ）の正面図及び図２（ｃ）の縦断面図に示すように、少なくとも共振器面の活性層に接触して形成されている膜であり、活性層１２（任意にその近傍領域に接触する領域において、保護膜の最大膜厚よりも薄膜に形成されている（図２（ａ）、２５ａ参照、以下、この薄膜で形成された領域を「薄膜の領域」と記すことがある）。
As shown in the cross-sectional view of the active layer in FIG. 2A, the front view of FIG. 2B, and the vertical cross-sectional view of FIG. 2C, the
ここで、薄膜の領域２５ａは、窒化物半導体層における共振器面のうち、いわゆる光導波路領域と呼ばれる領域であり、少なくとも活性層１２を含み、ＳＣＨ構造を採用した場合、活性層１２と、その上下に位置するガイド層の一部又は全部とを含む領域である。なお、光導波路領域をコア領域と呼ぶ場合もある。
Here, the
また、薄膜の領域２５ａは、リッジ１４の下方の領域、通常、リッジ１４の下方の領域とその近傍領域、つまり、ＮＦＰに対応する領域、あるいはリッジ下方の領域とリッジの左右に拡がる領域とを含み、全幅がリッジ幅の１．５倍程度以下の幅を有する領域であることが適している。この薄膜の領域２５ａは、例えば、幅Ｗが、０．５μｍ〜３．０μｍ程度、好ましくは１．０μｍ〜２．０μｍ程度が挙げられる。高さＨは、活性層と同程度〜４０００Å程度であればよく、好ましくは活性層と同程度〜２０００Å程度であり、より好ましくは活性層と同程度〜１０００Å程度が挙げられる。
The
さらに、薄膜の領域２５ａの共振器面における平面形状は、通常、楕円又は円形状であるが、保護膜の膜質、保護膜の形成方法、保護膜の薄膜化方法等によって、四角形又は丸みを帯びた四角形としてもよい。なかでも、横長の楕円形状であることが好ましい。光導波路領域の形状に対応した薄膜の領域を形成することで、より効率よく、ＣＯＤレベルを高く保ったまま放熱性を向上させることができる。
Further, the planar shape of the resonator region of the
薄膜の領域２５ａの薄膜の程度は、最大膜厚よりも薄ければよく、例えば、薄膜の領域の膜厚が、最大膜厚に対して５％程度以上、好ましくは１０％程度以上薄いことが適しており、最大膜厚の４０％程度以上あるものが好ましい。また、別の観点から、薄膜の領域２５ａは、１０Å程度以上薄く形成されていることが適しており、２０Å程度以上、好ましくは３０Å程度以上の膜厚を有するものが好ましい。この程度の膜厚を有する薄膜の領域であれば、他の領域よりも薄膜であっても、強度不足による劣化等を抑制し、安定した端面保護膜とすることができる。
The degree of thin film in the
なお、この薄膜の程度は、測定誤差又はばらつき等と区別するために、例えば、それぞれの領域における十点平均粗さ又は算術平均粗さ等を考慮するなどして、それぞれの領域の膜厚を測定／決定することが適している。ただし、薄膜の領域が、後述するように傾斜的に薄膜となっている場合には、最も薄い領域と最大膜厚の領域との膜厚が、上述のような関係を有していることが好ましい。保護膜をこのように薄膜とすることにより、その領域における窒化物半導体層との応力を低減することができ、窒化物半導体層にクラックが生じることを防止することができる。 In order to distinguish the thin film from measurement errors or variations, the film thickness of each region is determined by considering, for example, the ten-point average roughness or arithmetic average roughness in each region. It is suitable to measure / determine. However, when the thin film region is a thin film as described later, the film thickness between the thinnest region and the maximum film thickness region may have the relationship as described above. preferable. By forming the protective film as a thin film in this manner, stress with the nitride semiconductor layer in that region can be reduced, and cracks can be prevented from occurring in the nitride semiconductor layer.
薄膜の領域における保護膜は、その膜厚は必ずしも均一でなくてもよく、例えば、碗状又はドーム状に、傾斜的に薄膜の領域が形成されていてもよいし、光導波路領域又はＮＦＰに対応する領域のみ段状に窪んでいてもよいし、薄膜の領域の保護膜表面が凹凸状に形成されていてもよい。 The film thickness of the protective film in the thin film region does not necessarily have to be uniform. For example, the thin film region may be formed in a slanted or dome shape, or may be formed in the optical waveguide region or NFP. Only the corresponding region may be depressed stepwise, or the protective film surface of the thin film region may be formed in an uneven shape.
保護膜は、窒化物半導体層に形成された共振器面を被覆するものであるが、必ずしも共振器面の全面を被覆する必要はなく、少なくとも、共振器面の光導波路領域を被覆するものであればよい。また、後述するように、保護膜は、共振器面以外の面を、部分的に被覆していてもよい（後述する第２膜及び第２保護膜も同様である）。
保護膜は、例えば、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ等の酸化物、窒化物（例えば、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＢＮ等）又はフッ化物等が挙げられる。
The protective film covers the resonator surface formed on the nitride semiconductor layer, but does not necessarily cover the entire surface of the resonator surface, and at least covers the optical waveguide region of the resonator surface. I just need it. Further, as will be described later, the protective film may partially cover a surface other than the resonator surface (the same applies to a second film and a second protective film described later).
The protective film is, for example, an oxide or nitride such as Si, Mg, Al, Hf, Nb, Zr, Sc, Ta, Ga, Zn, Y, B, or Ti (for example, AlN, AlGaN, GaN, BN, etc.) Or a fluoride etc. are mentioned.
保護膜の結晶構造としては、六方晶系、立方晶系、斜方晶系のものなどが挙げられる。また、窒化物半導体と格子定数が近い（例えば、窒化物半導体との格子定数の差が１５％以下）ものであれば、結晶性の良好な保護膜を形成することができ好ましい。なかでも、六方晶系の結晶構造を有する材料による膜であることが好ましく、さらに、窒化物であることがより好ましい。また、別の観点では、レーザ素子の発振波長に対して吸収端のない材料により形成されることが好ましい。 Examples of the crystal structure of the protective film include hexagonal, cubic and orthorhombic ones. A nitride semiconductor having a lattice constant close to that of the nitride semiconductor (for example, a difference in lattice constant from the nitride semiconductor of 15% or less) is preferable because a protective film with good crystallinity can be formed. Of these, a film made of a material having a hexagonal crystal structure is preferable, and a nitride is more preferable. From another point of view, it is preferably formed of a material having no absorption edge with respect to the oscillation wavelength of the laser element.
保護膜の膜厚、つまり、最大膜厚の領域における膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば、５０Å〜１０００Å、さらに、５０〜５００Åであることが好ましい。
保護膜が形成される窒化物半導体層における共振器面は、例えば、Ｍ軸、Ａ軸、Ｃ軸及びＲ軸配向が挙げられ、つまり、Ｍ面（１−１００）、Ａ面（１１−２０）、Ｃ面（０００１）又はＲ面（１−１０２）からなる群から選ばれる面、特にＭ軸配向であることが好ましい。ここでの共振器面とは、通常、上述したような光導波路領域又はＮＦＰに対応する領域を含む領域を意味するが、このような特定の配向をしている共振器面は、少なくとも、光導波路領域又はＮＦＰに対応する領域以外の領域であればよい。また、このような領域のみならず、光導波路領域又はＮＦＰに対応する領域が上述した配向を有していてもよい。従って、このような配向を有する端面（共振器面）に対して、保護膜（主として光導波路領域以外の領域における保護膜）は、Ｍ軸〈１−１００〉、Ａ軸〈１１−２０〉、Ｃ軸〈０００１〉及びＲ軸〈１−１０２〉配向と、この端面と同軸で配向された膜であることが好ましい。
The film thickness of the protective film, that is, the film thickness in the maximum film thickness region is not particularly limited, and is preferably, for example, 50 to 1000 mm, and more preferably 50 to 500 mm.
Examples of the resonator surface in the nitride semiconductor layer on which the protective film is formed include M-axis, A-axis, C-axis, and R-axis orientations, that is, M-plane (1-100), A-plane (11-20). ), C-plane (0001) or R-plane (1-102), preferably a M-axis orientation. The resonator surface here usually means an optical waveguide region as described above or a region including a region corresponding to NFP, but the resonator surface having such a specific orientation is at least an optical waveguide. Any region other than the region corresponding to the waveguide region or NFP may be used. Further, not only such a region but also a region corresponding to the optical waveguide region or NFP may have the above-described orientation. Therefore, with respect to the end face (resonator face) having such an orientation, the protective film (mainly a protective film in a region other than the optical waveguide region) has an M-axis <1-100>, an A-axis <11-20>, A film oriented in the C-axis <0001> and R-axis <1-102> orientation and coaxially with this end face is preferable.
これにより、保護膜の膜質がより良好となり、半導体レーザ素子の駆動時においても、薄膜の領域を維持し又は増強しながら、窒化物半導体層へのクラックを防止すべく、応力を緩和させることができ、確実にＣＯＤレベルを向上させることができる。なかでも、保護膜（主として光導波路領域以外の領域における保護膜）は、Ｍ軸配向であることがより好ましい。 Thereby, the film quality of the protective film becomes better, and stress can be relaxed to prevent cracks in the nitride semiconductor layer while maintaining or enhancing the thin film region even when the semiconductor laser element is driven. This can surely improve the COD level. In particular, the protective film (mainly a protective film in a region other than the optical waveguide region) is more preferably M-axis oriented.
ここで、Ｍ軸配向であるとは、単結晶で、精密にＭ軸に配向した状態（単結晶）のみならず、多結晶の状態、多結晶が混在するが、Ｍ軸に配向する部位を均一に含む状態、均一に分布して含む状態であってもよい。このように、多結晶状態である場合には、共振器面との格子定数の差異が厳格に表れず、その差異を緩和することができる。 Here, the M-axis orientation is a single crystal, not only in a state precisely aligned in the M-axis (single crystal), but also in a polycrystalline state and a polycrystal, but a portion oriented in the M-axis is It may be in a uniformly contained state or in a uniformly distributed state. Thus, in the polycrystalline state, the difference in the lattice constant from the resonator surface does not appear strictly, and the difference can be mitigated.
また、保護膜がＭ軸配向の膜として形成された膜は、特に、後述するように、任意の薄膜化のための処理を、時間の制御によって容易に調節することができる。半導体レーザ素子の駆動時においても、より薄膜の領域における窒化物半導体層への応力を緩和することができる。 In addition, the film in which the protective film is formed as an M-axis oriented film can be easily adjusted by controlling the time, in particular, as will be described later. Even when the semiconductor laser element is driven, the stress on the nitride semiconductor layer in the thinner film region can be relaxed.
上述したように、共振器面と同軸配向の保護膜とすることによりＣＯＤレベルを向上させることができるが、通常、窒化物半導体レーザ素子においては、共振器面と同軸配向の保護膜を結晶性良く形成することが困難である。また、結晶性の良い保護膜を形成した場合でも、保護膜と窒化物半導体層との格子定数の差から、保護膜にクラックが生じやすい。さらに、クラックが生じない程度の薄膜の保護膜では、光密度の大きい窒化物半導体レーザにおいては十分に放熱することができない。 As described above, the COD level can be improved by using a protective film coaxially aligned with the resonator surface. Normally, in a nitride semiconductor laser element, the protective film coaxially aligned with the resonator surface is crystalline. It is difficult to form well. Even when a protective film with good crystallinity is formed, cracks are likely to occur in the protective film due to the difference in lattice constant between the protective film and the nitride semiconductor layer. Furthermore, a thin protective film that does not cause cracks cannot sufficiently dissipate heat in a nitride semiconductor laser having a high light density.
そこで、本発明のように、光出力領域に対応して薄膜の領域を形成することにより、ＣＯＤレベルを高く保ったまま、放熱性を向上させることができる。すなわち、薄膜の領域においては、同軸配向の保護膜となっていることでウィンドウ効果が得られ、ＣＯＤレベルを向上させることができる。また、薄膜となっているので、特定の結晶配向を有する結晶性の良い膜であっても保護膜にクラックが発生することを抑制することができる。さらに、素子駆動において活性した熱は、薄膜の領域以外の領域から好適に放熱することが可能となる。この領域からは光が出力されないので、薄膜の領域と比較して多少のクラックが発生したとしても素子特性への影響が少なく、結果として高出力の窒化物半導体レーザ素子を得ることができる。 Therefore, by forming the thin film region corresponding to the light output region as in the present invention, the heat dissipation can be improved while keeping the COD level high. That is, in the thin film region, the protective effect is coaxially oriented, so that a window effect can be obtained and the COD level can be improved. Moreover, since it is a thin film, even if it is a film | membrane with good crystallinity which has a specific crystal orientation, it can suppress that a crack generate | occur | produces in a protective film. Furthermore, the heat activated in element driving can be suitably dissipated from a region other than the thin film region. Since no light is output from this region, even if some cracks are generated compared to the thin film region, there is little influence on the device characteristics, and as a result, a high-power nitride semiconductor laser device can be obtained.
保護膜は、当該分野で公知の方法によって形成することができる。例えば、蒸着法、スパッタ法、反応性スパッタ法、ＥＣＲプラズマスパッタ法、マグネトロンスパッタ法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンコート法、ディップ法又はこれらの方法の２種以上を組み合わせる方法、あるいはこれらの方法と、全体又は部分的な酸化処理（熱処理）又は露光処理とを組み合わせる方法等、種々の方法を利用することができる。なお、組み合わせの方法では、必ずしも同時又は連続的に成膜及び／又は処理しなくてもよく、成膜した後に、処理等を行ってもよいし、その逆でもよい。なかでも、ＥＣＲプラズマスパッタ法及びその後の熱処理の組み合わせが好ましい。 The protective film can be formed by a method known in the art. For example, evaporation method, sputtering method, reactive sputtering method, ECR plasma sputtering method, magnetron sputtering method, ion beam assisted evaporation method, ion plating method, laser ablation method, CVD method, spray method, spin coating method, dip method or Various methods such as a method of combining two or more of these methods, or a method of combining these methods with a whole or partial oxidation treatment (heat treatment) or exposure treatment can be used. Note that in the combination method, the film formation and / or treatment may not necessarily be performed simultaneously or continuously, and the treatment may be performed after the film formation, or vice versa. Among these, a combination of ECR plasma sputtering and subsequent heat treatment is preferable.
特に、保護膜として、上述したように、共振器面と同軸配向の膜を得るためには、その成膜方法にもよるが、成膜前に、共振器面の表面を窒素プラズマで処理する、成膜速度を比較的遅いレートに調整する、成膜時の雰囲気を、例えば、窒素雰囲気に制御する、成膜圧力を比較的低く調整するなどのいずれか１つ又は２以上を組み合わせて成膜を制御することが好ましい。 In particular, as described above, as a protective film, in order to obtain a film coaxially aligned with the resonator surface, the surface of the resonator surface is treated with nitrogen plasma before film formation, depending on the film formation method. The film formation speed is adjusted to a relatively slow rate, the atmosphere during film formation is controlled to, for example, a nitrogen atmosphere, or the film formation pressure is adjusted to be relatively low. It is preferred to control the membrane.
各方法での成膜時に窒素分圧、成膜圧力等の条件を変動させてもよい。
例えば、スパッタ法で成膜する際、ターゲットとして保護膜材料を用い、成膜レートを徐々に又は急激に増大させるか、ＲＦ電力を徐々に又は急激に増大（増大させる範囲が５０〜５００Ｗ程度）させるか、あるいはターゲットと基板との距離を徐々に又は急激に変化させる（変化させる範囲が元の距離の０．２〜３倍程度）方法、ターゲットとして保護膜材料を用いて成膜する際に圧力を徐々に又は急激に低下させる（低下させる圧力範囲が０．１〜２．０ｐａ程度）方法等が挙げられる。
Conditions such as nitrogen partial pressure and film formation pressure may be varied during film formation by each method.
For example, when a film is formed by sputtering, a protective film material is used as a target, and the film formation rate is gradually or rapidly increased, or the RF power is gradually or rapidly increased (the increase range is about 50 to 500 W). Or a method in which the distance between the target and the substrate is gradually or rapidly changed (the range to be changed is about 0.2 to 3 times the original distance), when a film is formed using a protective film material as a target. Examples include a method of gradually or rapidly reducing the pressure (the pressure range to be reduced is about 0.1 to 2.0 pa).
具体的には、成膜速度を調整する際に、５Å／ｍｉｎ〜１００Å／ｍｉｎの範囲で成膜し、その後、これ以上の成膜速度で成膜することが好ましい。また、ＲＦ電力は、１００Ｗ〜６００Ｗで成膜し、その後（例えば、成膜速度の変更時に）これ以上のＲＦ電力で成膜することが好ましい。なお、この後、任意に熱処理又は露光処理を行ってもよい。 Specifically, when adjusting the film formation rate, it is preferable to form a film in the range of 5 Å / min to 100 Å / min, and then form a film at a higher film formation rate. In addition, it is preferable to form a film with an RF power of 100 W to 600 W and then with a higher RF power (for example, when the film formation speed is changed). In addition, after this, you may perform heat processing or exposure processing arbitrarily.
さらに、スパッタ法で成膜する際、基板の温度を徐々に又は急激に上昇または低下させる（変化させる温度範囲が５０〜５００℃程度）方法が挙げられる。
また、保護膜に薄膜の領域を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、一旦、共振器面全面に所定の膜厚の保護膜を形成し、その後、公知のフォトリソグラフィ（例えば、レジスト塗布、プリベーク、露光、現像及びポストベーク等）及びエッチング工程（アルカリ現像液によるウェットエッチング、塩素系ガスを用いるドライエッチング等）を利用して、あるいは、局所的に薄膜の領域に露光又は熱処理などを付し、保護膜の膜厚方向において部分的に薄膜化してもよい。露光等により保護膜の膜厚を薄膜化させる場合には、保護膜の酸化を防ぐために、その上に後述する第２保護膜を形成してから行うことが好ましい。この際、素子を駆動させることにより、光導波路領域の保護膜に局所的にレーザ光を露光してもよいし、外部からの露光によって薄膜領域を形成してもよい。公知のフォトリソグラフィ及びエッチング工程を利用して、共振器面における他の領域にのみ所定膜厚の保護膜を形成し、続いて、共振器面全面に同じ材料の保護膜を積層して、薄膜の領域を形成してもよい。また、共振器端面に保護膜を形成する前に、得られる保護膜の膜質、膜厚等を局所的に変化させることができるように、局所的に前処理等を施してもよい。さらに、これらの方法を任意に組み合わせてもよい。なお、露光、熱処理、前処理等を行う場合には、共振器面の局所的な劣化、変質等を防止するために、特に活性層及びその近傍領域を構成する窒化物半導体層に悪影響を与えない温度、例えば、９００℃程度以下とすることが好ましい。
Furthermore, when the film is formed by the sputtering method, there is a method in which the temperature of the substrate is gradually or rapidly increased or decreased (the temperature range to be changed is about 50 to 500 ° C.).
Further, the method for forming the thin film region on the protective film is not particularly limited. For example, a protective film having a predetermined thickness is once formed on the entire surface of the resonator, and then known photolithography is performed. (For example, resist coating, pre-baking, exposure, development, post-baking, etc.) and an etching process (wet etching with an alkali developer, dry etching using a chlorine-based gas, etc.) or locally in a thin film region The film may be partially thinned in the film thickness direction of the protective film by exposure or heat treatment. When reducing the thickness of the protective film by exposure or the like, it is preferable to form a second protective film, which will be described later, on the protective film in order to prevent oxidation of the protective film. At this time, by driving the element, the protective film in the optical waveguide region may be locally exposed to the laser beam, or the thin film region may be formed by external exposure. Using a known photolithography and etching process, a protective film having a predetermined thickness is formed only in other regions on the resonator surface, and then a protective film of the same material is laminated on the entire surface of the resonator to form a thin film These regions may be formed. Further, before forming the protective film on the resonator end face, pretreatment or the like may be performed locally so that the film quality, film thickness, etc. of the protective film obtained can be locally changed. Furthermore, these methods may be arbitrarily combined. Note that when performing exposure, heat treatment, pretreatment, etc., in order to prevent local degradation and alteration of the resonator surface, the nitride semiconductor layer constituting the active layer and its neighboring region is adversely affected. It is preferable that the temperature be less than about 900 ° C., for example.
本発明の窒化物半導体レーザ素子においては、保護膜の上に、さらに膜質、材料又は組成の異なる第２保護膜（例えば、図６(ｂ)又は（ｃ）中、２６参照）が形成されていることが好ましい。このような第２保護膜を形成することにより、保護膜をより強固に共振器面に密着させることができる。第２保護膜としては、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ等の酸化物が挙げられる。また、第２保護膜は、単層構造、積層構造のどちらでもよい。例えば、Ｓｉの酸化物の単層、Ａｌの酸化物の単層、Ｓｉの酸化物とＡｌの酸化物の積層構造等が挙げられる。 In the nitride semiconductor laser device of the present invention, a second protective film having a different film quality, material, or composition (for example, see 26 in FIG. 6B or 6C) is further formed on the protective film. Preferably it is. By forming such a second protective film, the protective film can be more firmly adhered to the resonator surface. Examples of the second protective film include oxides such as Si, Mg, Al, Hf, Nb, Zr, Sc, Ta, Ga, Zn, Y, B, and Ti. The second protective film may have either a single layer structure or a laminated structure. For example, a single layer of Si oxide, a single layer of Al oxide, a stacked structure of Si oxide and Al oxide, or the like can be given.
第２保護膜の膜厚は、特に限定されることなく、保護膜として機能し得る膜厚とすることが適しており、例えば、保護膜と第２保護膜との総膜厚が、２μｍ程度以下となるものが好ましい。
また、保護膜及び第２保護膜は、共振器面の出射側のみならず、反射側に形成されていてもよく、両者において、材料、膜厚等を異ならせてもよい。反射側の第２保護膜としては、Ｓｉの酸化物とＺｒの酸化物との積層構造、Ａｌの酸化物とＺｒの酸化物との積層構造、Ｓｉの酸化物とＴｉの酸化物との積層構造、Ａｌの酸化物とＳｉの酸化物とＺｒの酸化物との積層構造、Ｓｉの酸化物とＴａの酸化物とＡｌの酸化物の積層構造等が挙げられる。所望の反射率に合わせて適宜その積層周期等を調整することができる。
The film thickness of the second protective film is not particularly limited, and is suitable to be a film thickness that can function as a protective film. For example, the total film thickness of the protective film and the second protective film is about 2 μm. The following is preferable.
Further, the protective film and the second protective film may be formed not only on the emission side of the resonator surface but also on the reflection side, and the materials, film thicknesses, and the like may be different between the two. As the second protective film on the reflection side, a stacked structure of Si oxide and Zr oxide, a stacked structure of Al oxide and Zr oxide, a stacked structure of Si oxide and Ti oxide Examples thereof include a structure, a laminated structure of Al oxide, Si oxide, and Zr oxide, and a laminated structure of Si oxide, Ta oxide, and Al oxide. The stacking period and the like can be adjusted as appropriate according to the desired reflectance.
第２保護膜は、上述した保護膜と同様、例示した公知の方法等を利用して形成することができる。特に、第２保護膜は、アモルファスの膜として形成することが好ましく、そのために、その成膜方法にもよるが、成膜速度をより早いレートに調整する、成膜時の雰囲気を、例えば、酸素雰囲気に制御する、成膜圧力をより高く調整するなどのいずれか１つ又は２以上を組み合わせて成膜を制御することが好ましい。酸素雰囲気に制御する場合、吸収をもたない程度に酸素を導入することが好ましい。具体的には、スパッタ装置でＳｉターゲットを用いて成膜し、酸素の流量は、３〜２０ｓｃｃｍ、ＲＦ電力は、３００〜８００Ｗ程度で成膜することが挙げられる。 The second protective film can be formed by using the known method illustrated as in the case of the protective film described above. In particular, the second protective film is preferably formed as an amorphous film. Therefore, depending on the film formation method, the film formation atmosphere is adjusted to a higher film formation rate, for example, It is preferable to control the film formation by any one or a combination of two or more of controlling the oxygen atmosphere and adjusting the film formation pressure higher. When controlling to an oxygen atmosphere, it is preferable to introduce oxygen to such an extent that it does not absorb. Specifically, it is possible to form a film using a Si target with a sputtering apparatus, with an oxygen flow rate of 3 to 20 sccm, and an RF power of about 300 to 800 W.
また、上述した保護膜と第２保護膜との間に、任意に第２膜を形成してもよい（例えば、図６（ａ）及び（ｃ）中、２５’参照）。第２膜は、保護膜（以下、第１膜と称する場合がある）と同じ結晶構造を有する材料、例えば六方晶系の材料で形成されることが好ましい。また、第２膜の材料及び結晶配向性については、第１膜と同様にして形成することができる。例えば、第１膜と第２膜で、同一材料で異軸配向、異なる材料で同軸配向、異なる材料で異軸配向、同一材料で同軸配向のいずれの結晶構造を有するものでもよい。なかでも、異なる材料で同軸配向の結晶構造を有するものが好ましい。例えば、第1膜をＡｌＮで形成し、第２膜をＧａＮで形成し、いずれもＭ軸配向性を有するものが挙げられる。これにより結晶性のよい保護膜とし、保護膜同士の剥がれを抑制することができる。また、上述した保護膜（第１膜）と同様の薄膜の領域を有しているものが好ましい。全体において同一膜厚、つまり、先に形成された保護膜の薄膜の領域を引き継いで、光導波路領域（コア領域）周辺が窪んでいる形状とすることが好ましい。このときに、第１膜と同程度の膜厚とすることで、このような形状とすることができる。 Further, a second film may be arbitrarily formed between the above-described protective film and the second protective film (see, for example, 25 'in FIGS. 6A and 6C). The second film is preferably formed of a material having the same crystal structure as the protective film (hereinafter sometimes referred to as the first film), for example, a hexagonal material. Further, the material and crystal orientation of the second film can be formed in the same manner as the first film. For example, the first film and the second film may have a crystal structure in which the same material is differently oriented, the different material is coaxially oriented, the different material is differently oriented, and the same material is coaxially oriented. Among them, different materials having a coaxially oriented crystal structure are preferable. For example, the first film is made of AlN and the second film is made of GaN, both of which have M-axis orientation. Accordingly, a protective film having good crystallinity can be obtained, and peeling between the protective films can be suppressed. Moreover, what has the area | region of the thin film similar to the protective film (1st film | membrane) mentioned above is preferable. It is preferable that the entire film has the same film thickness, that is, a shape in which the periphery of the optical waveguide region (core region) is recessed by taking over the thin film region of the protective film formed earlier. At this time, such a shape can be obtained by setting the film thickness to the same level as the first film.
第２膜は、上述した保護膜と同様に形成することができる。
本発明の窒化物半導体レーザ素子を形成するために用いる基板は、絶縁性基板であってもよいし、導電性基板であってもよい。基板としては、例えば、第１主面及び／又は第２主面に０°以上１０°以下のオフ角を有する窒化物半導体基板であることが好ましい。その膜厚は、例えば、５０μｍ以上、１０ｍｍ以下が挙げられる。なお、例えば、特開２００６−２４７０３号公報に例示されている種々の基板等の公知の基板、市販の基板等を用いてもよい。
The second film can be formed in the same manner as the protective film described above.
The substrate used for forming the nitride semiconductor laser device of the present invention may be an insulating substrate or a conductive substrate. The substrate is preferably a nitride semiconductor substrate having an off angle of 0 ° to 10 ° on the first main surface and / or the second main surface, for example. As for the film thickness, 50 micrometers or more and 10 mm or less are mentioned, for example. For example, a known substrate such as various substrates exemplified in JP-A-2006-24703, a commercially available substrate, or the like may be used.
窒化物半導体基板は、ＭＯＣＶＤ法、ＨＶＰＥ法、ＭＢＥ法等の気相成長法、超臨界流体中で結晶育成させる水熱合成法、高圧法、フラックス法、溶融法等により形成することができる。 The nitride semiconductor substrate can be formed by vapor phase growth methods such as MOCVD method, HVPE method, MBE method, hydrothermal synthesis method for crystal growth in a supercritical fluid, high pressure method, flux method, melting method and the like.
窒化物半導体層としては、一般式ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）のものを用いることができる。また、これに加えて、III族元素としてＢが一部に置換されたものを用いてもよいし、Ｖ族元素としてＮの一部をＰ、Ａｓで置換されたものを用いてもよい。ｎ側半導体層は、ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＣｄなどのＩＶ族元素又はＶＩ族元素等のいずれか１つ以上を含有していてもよい。また、ｐ側半導体層は、ｐ型不純物として、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｓｒ等を含有していてもよい。不純物は、例えば、５×１０16／ｃｍ3〜１×１０21／ｃｍ3程度の濃度範囲で含有されていることが好ましい。 As the nitride semiconductor layer, can be used of the general formula In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1). In addition to this, a group III element partially substituted with B may be used, or a group V element partially substituted with P and As may be used. The n-side semiconductor layer may contain any one or more of IV group elements or VI group elements such as Si, Ge, Sn, S, O, Ti, Zr, and Cd as n-type impurities. Further, the p-side semiconductor layer may contain Mg, Zn, Be, Mn, Ca, Sr, etc. as p-type impurities. The impurities are preferably contained in a concentration range of, for example, about 5 × 10 16 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 .
活性層は、多重量子井戸構造又は単一量子井戸構造のいずれでもよく、特に、一般式ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）のものを用いることが好ましい。
また、活性層は、保護膜よりバンドギャップエネルギーが小さいものであることが好ましい。本発明において、保護膜のバンドギャップエネルギーを活性層より大きいもので形成すことにより、端面のバンドギャップエネルギーを広げ、言い換えると、共振器面付近の不純物準位を広げ、ウィンドウ構造を形成することにより、ＣＯＤレベルをより向上させることができる。
The active layer may be either multiple quantum well structure or a single quantum well structure, in particular, the general formula In x Al y Ga 1-xy N (0 <x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1 ) Is preferably used.
The active layer preferably has a smaller band gap energy than the protective film. In the present invention, the band gap energy of the protective film is made larger than that of the active layer, so that the band gap energy of the end face is widened, in other words, the impurity level near the resonator surface is widened to form a window structure. As a result, the COD level can be further improved.
また、本発明では、特に発振波長が２２０ｎｍ〜５００ｎｍのものにおいて、保護膜の剥がれを防止し、ＣＯＤレベルを向上させることができる。
窒化物半導体層は、ｎ側半導体層とｐ側半導体層に光の光導波路を構成する光ガイド層を有することで、活性層を挟んだ分離光閉じ込め型構造であるＳＣＨ（Separate Confinement Heterostructure）構造とすることが好ましい。但し、本発明は、これらの構造に限定されるものではない。
Further, in the present invention, particularly when the oscillation wavelength is 220 nm to 500 nm, it is possible to prevent the protective film from peeling off and to improve the COD level.
The nitride semiconductor layer has a light guide layer that constitutes an optical waveguide for light on the n-side semiconductor layer and the p-side semiconductor layer, so that an SCH (Separate Confinement Heterostructure) structure that is a separated light confinement structure sandwiching the active layer It is preferable that However, the present invention is not limited to these structures.
窒化物半導体層の成長方法は、特に限定されないが、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）など、窒化物半導体の成長方法として知られている全ての方法を好適に用いることができる。特に、ＭＯＣＶＤは結晶性良く成長させることができるので好ましい。 The growth method of the nitride semiconductor layer is not particularly limited, but MOVPE (metal organic chemical vapor deposition), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), HVPE (hydride vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy). All methods known as nitride semiconductor growth methods can be suitably used. In particular, MOCVD is preferable because it can be grown with good crystallinity.
窒化物半導体層、つまり、ｐ側半導体層の表面には、リッジが形成されている。リッジは、光導波路領域として機能するものであり、その幅は１．０μｍ〜３０．０μｍ程度、さらに、１．０μｍ〜３．０μｍ程度が好ましい。その高さ（エッチングの深さ）は、例えば、０．１〜２μｍが挙げられる。また、ｐ側半導体層を構成する層の膜厚、材料等を調整することにより、光閉じ込めの程度を適宜調整することができる。リッジは、共振器方向の長さが２００μｍ〜５０００μｍ程度になるように設定することが好ましい。また、共振器方向においてすべて同じ幅でなくてもよいし、その側面が垂直であっても、テーパー状であってもよい。この場合のテーパー角は４５°〜９０°程度が適当である。 A ridge is formed on the surface of the nitride semiconductor layer, that is, the p-side semiconductor layer. The ridge functions as an optical waveguide region, and the width is preferably about 1.0 μm to 30.0 μm, and more preferably about 1.0 μm to 3.0 μm. The height (etching depth) is, for example, 0.1 to 2 μm. Further, the degree of light confinement can be adjusted as appropriate by adjusting the film thickness, material, and the like of the layers constituting the p-side semiconductor layer. The ridge is preferably set so that the length in the resonator direction is about 200 μm to 5000 μm. Further, they may not all have the same width in the resonator direction, and the side surfaces thereof may be vertical or tapered. The taper angle in this case is suitably about 45 ° to 90 °.
通常、窒化物半導体層の表面及びリッジの側面にわたって、埋込膜が形成されている。つまり、埋込膜は、窒化物半導体層上であって、窒化物半導体層と、後述する電極とが直接接触して、電気的な接続をとる領域以外の領域に形成されている。なお、窒化物半導体層と電極との接続領域としては、特にその位置、大きさ、形状等は限定されず、窒化物半導体層の表面の一部、例えば、窒化物半導体層の表面に形成されるストライプ状のリッジ上面のほぼ全面が例示される。 Usually, a buried film is formed over the surface of the nitride semiconductor layer and the side surface of the ridge. That is, the buried film is formed on the nitride semiconductor layer in a region other than the region in which the nitride semiconductor layer and an electrode described later are in direct contact and electrically connected. The connection region between the nitride semiconductor layer and the electrode is not particularly limited in position, size, shape, etc., and is formed on a part of the surface of the nitride semiconductor layer, for example, on the surface of the nitride semiconductor layer. A substantially entire upper surface of the striped ridge is illustrated.
埋込膜は、一般に、窒化物半導体層よりも屈折率が小さな絶縁材料によって形成されている。屈折率は、エリプソメトリーを利用した分光エリプソメータ、具体的には、Ｊ．Ａ．ＷＯＯＬＬＡＭ社製のＨＳ−１９０等を用いて測定することができる。例えば、埋込膜は、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ａｌ、Ｃｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｚｎ等の酸化物、窒化物、酸化窒化物等の絶縁膜又は誘電体膜の単層又は積層構造が挙げられる。また、埋込膜は、単結晶であってもよいし、多結晶又はアモルファスであってもよい。このように、リッジの側面から、リッジの両側の窒化物半導体表面にわたって保護膜が形成されていることにより、窒化物半導体層、特にｐ側半導体層に対する屈折率差を確保して、活性層からの光の漏れを制御することができ、リッジ内に効率的に光閉じ込めができるとともに、リッジ基底部近傍における絶縁性をより確保することができ、リーク電流の発生を回避することができる。 The buried film is generally formed of an insulating material having a refractive index smaller than that of the nitride semiconductor layer. The refractive index is a spectroscopic ellipsometer using ellipsometry. A. It can be measured using HS-190 manufactured by WOOLLAM. For example, the buried film is a single layer of an insulating film or a dielectric film such as an oxide such as Zr, Si, V, Nb, Hf, Ta, Al, Ce, In, Sb, Zn, nitride, oxynitride, etc. Or a laminated structure is mentioned. Further, the embedded film may be single crystal, polycrystalline or amorphous. As described above, the protective film is formed from the side surface of the ridge to the surface of the nitride semiconductor on both sides of the ridge, thereby ensuring a difference in refractive index from the nitride semiconductor layer, particularly the p-side semiconductor layer, from the active layer. The light leakage can be controlled, the light can be efficiently confined in the ridge, the insulation in the vicinity of the ridge base portion can be further secured, and the occurrence of the leakage current can be avoided.
埋込膜は、当該分野で公知の方法によって形成することができる。例えば、蒸着法、スパッタ法、反応性スパッタ法、ＥＣＲプラズマスパッタ法、マグネトロンスパッタ法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンコート法、ディップ法又はこれらの方法の２種以上を組み合わせる方法、あるいはこれらの方法と酸化処理（熱処理）とを組み合わせる方法等、種々の方法を利用することができる。 The buried film can be formed by a method known in the art. For example, evaporation method, sputtering method, reactive sputtering method, ECR plasma sputtering method, magnetron sputtering method, ion beam assisted evaporation method, ion plating method, laser ablation method, CVD method, spray method, spin coating method, dip method or Various methods such as a method of combining two or more of these methods or a method of combining these methods and oxidation treatment (heat treatment) can be used.
ｐ電極は、窒化物半導体層及び埋込膜上に形成されることが好ましい。ｐ電極が最上層の窒化物半導体層及び保護膜上に連続して形成されていることにより、保護膜の剥がれを防止することができる。特に、リッジ側面までｐ電極を形成することにより、リッジ側面に形成された埋込膜について有効に剥がれを防止することができる。 The p-electrode is preferably formed on the nitride semiconductor layer and the buried film. Since the p-electrode is continuously formed on the uppermost nitride semiconductor layer and the protective film, the protective film can be prevented from peeling off. In particular, by forming the p-electrode up to the ridge side surface, the embedded film formed on the ridge side surface can be effectively prevented from peeling off.
ｐ電極及びｎ電極は、例えば、パラジウム、白金、ニッケル、金、チタン、タングステン、銅、銀、亜鉛、錫、インジウム、アルミニウム、イリジウム、ロジウム、ＩＴＯ等の金属又は合金の単層膜又は積層膜により形成することができる。ｐ電極の膜厚は、用いる材料等により適宜調整することができ、例えば、５００〜５０００Å程度が適当である。電極は、少なくとも第１及び第２半導体層又は基板上にそれぞれ形成していればよく、さらにこの電極上にパッド電極等、単数又は複数の導電層を形成してもよい。 The p electrode and the n electrode are, for example, a single layer film or a multilayer film of a metal or an alloy such as palladium, platinum, nickel, gold, titanium, tungsten, copper, silver, zinc, tin, indium, aluminum, iridium, rhodium, ITO, etc. Can be formed. The film thickness of the p-electrode can be appropriately adjusted depending on the material used and the like, for example, about 500 to 5000 mm is appropriate. The electrodes only need to be formed on at least the first and second semiconductor layers or the substrate, respectively, and one or more conductive layers such as pad electrodes may be formed on the electrodes.
なお、ｐ電極及びｎ電極は、図３に示したように、基板に対して同じ面側に形成されていてもよい。
また、埋込膜上には、第３保護膜が形成されていることが好ましい。このような第３保護膜は、少なくとも窒化物半導体層表面において埋込膜上に配置していればよく、埋込膜を介して又は介さないで、窒化物半導体層の側面及び／又は基板の側面又は表面等をさらに被覆していることが好ましい。第３保護膜は、埋込膜で例示したものと同様の材料で形成することができる。これにより、絶縁性のみならず、露出した側面又は表面等を確実に保護することができる。
The p electrode and the n electrode may be formed on the same surface side with respect to the substrate as shown in FIG.
A third protective film is preferably formed on the buried film. The third protective film may be disposed on the buried film at least on the surface of the nitride semiconductor layer, and may be disposed on the side surface of the nitride semiconductor layer and / or on the substrate without or through the buried film. It is preferable that the side surface or the surface is further coated. The third protective film can be formed of the same material as that exemplified for the buried film. As a result, not only the insulating properties but also the exposed side surfaces or surfaces can be reliably protected.
なお、窒化物半導体層の側面から、埋込膜、ｐ電極及び第３保護膜の上面には、ｐパッド電極が形成されていることが好ましい。 A p-pad electrode is preferably formed on the top surface of the buried film, the p-electrode, and the third protective film from the side surface of the nitride semiconductor layer.
また、保護膜（第１膜、第２膜及び第２保護膜）は、共振器面から第２窒化物半導体層表面にかけて連続して形成されていてもよい。半導体層表面に形成された保護膜とｐ電極、埋込膜及びｐ側パッド電極とは離間していてもよいし、接していてもよいし、被覆していてもよい。好ましくは、保護膜が埋込膜及びｐ電極を被覆するものである。これにより、埋込膜やｐ電極の剥がれを防止することができる。 Further, the protective films (first film, second film, and second protective film) may be formed continuously from the resonator surface to the surface of the second nitride semiconductor layer. The protective film formed on the surface of the semiconductor layer and the p-electrode, the buried film, and the p-side pad electrode may be separated from, in contact with, or covered with. Preferably, the protective film covers the buried film and the p electrode. Thereby, peeling of the buried film and the p-electrode can be prevented.
また、第２窒化物半導体層表面に形成された保護膜の膜厚は、共振器面に形成された保護膜の膜厚よりも薄いものが好ましい。半導体層表面の保護膜の膜厚が共振器面の保護膜の膜厚と同程度の厚さやそれ以上に形成すると保護膜にクラックが発生することがあるが、それを防止することができるためである。
第２窒化物半導体層表面に形成された保護膜は、窒化物半導体層の結晶面と同軸配向であることが好ましく、特にＣ軸配向であることが好ましい。これにより半導体層表面と保護膜との密着性を良好なものとすることができる。
Further, the thickness of the protective film formed on the surface of the second nitride semiconductor layer is preferably thinner than the thickness of the protective film formed on the resonator surface. If the thickness of the protective film on the surface of the semiconductor layer is about the same as or larger than the thickness of the protective film on the resonator surface, cracks may occur in the protective film, which can be prevented. It is.
The protective film formed on the surface of the second nitride semiconductor layer is preferably coaxial with the crystal plane of the nitride semiconductor layer, and particularly preferably C-axis oriented. Thereby, the adhesiveness between the semiconductor layer surface and the protective film can be improved.
保護膜が共振器面から半導体層表面にかけて形成される場合、その角部において、共振器面及び半導体層表面と異なる結晶面を有するように形成することが好ましい。これにより、保護膜の剥がれが起こりやすい角部において、局所的に応力がかかるのを抑制し、共振器面と保護膜の間の応力が緩和されることで保護膜の剥がれを防止することができる。また、保護膜が共振器面から基板の裏面（窒化物半導体層が形成される面と逆の面）にわたるように形成されていてもよい。その場合にも、上述した場合と同様に、共振器面と基板裏面の間に異なる結晶面を有していてもよい。 When the protective film is formed from the resonator surface to the surface of the semiconductor layer, the protective film is preferably formed so as to have a crystal plane different from the resonator surface and the surface of the semiconductor layer at the corner. As a result, it is possible to suppress the local application of stress at corners where the protective film easily peels off and to prevent the protective film from peeling off by relaxing the stress between the resonator surface and the protective film. it can. Further, the protective film may be formed so as to extend from the resonator surface to the back surface of the substrate (the surface opposite to the surface on which the nitride semiconductor layer is formed). In this case, similarly to the case described above, a different crystal plane may be provided between the resonator surface and the back surface of the substrate.
また、例えば、窒化物半導体レーザ素子をサブマウント、ステム等の支持部材に実装し、支持部材にキャップ部材が接合されることによって、窒化物半導体レーザ装置が得られる。キャップ部材が接合されて封止される際の雰囲気は、窒素雰囲気、大気雰囲気、希ガス元素又は酸素を含有するもの（含有割合が０〜２０％）等が挙げられる。なお、キャップ封止した後、薄膜の領域を形成する場合にも封止雰囲気は特に限定されない。 Further, for example, a nitride semiconductor laser device can be obtained by mounting a nitride semiconductor laser element on a support member such as a submount or a stem and bonding a cap member to the support member. Examples of the atmosphere when the cap member is bonded and sealed include a nitrogen atmosphere, an air atmosphere, a rare gas element or oxygen-containing atmosphere (content ratio of 0 to 20%). Note that the sealing atmosphere is not particularly limited when a thin film region is formed after cap sealing.
以下に、本発明の窒化物半導体レーザ素子の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例１
この実施例の窒化物半導体レーザ素子は、図１及び図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板１０上に、第１窒化物半導体層（例えば、ｎ側）１１、活性層１２及び表面にリッジ１４が形成された第２窒化物半導体層（例えば、ｐ側）１４をこの順に積層しており、共振器が形成されて構成されている。
このような窒化物半導体レーザ素子は、共振器面に保護膜（図２（ｃ）中、２５参照）、さらに、埋込膜１５、ｐ電極１６、ｎ電極１９、第３保護膜１７、ｐパッド電極１８等が形成されている。
Hereinafter, embodiments of the nitride semiconductor laser device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIGS. 1 and 2A to 2C, the nitride semiconductor laser device of this embodiment includes a first nitride semiconductor layer (for example, n-side) 11 and an
Such a nitride semiconductor laser device has a protective film on the resonator surface (see 25 in FIG. 2C), a buried
共振器面は、主としてＭ軸配向を有する窒化物半導体層により形成されており、保護膜２５は、図２に示すように、なくとも一方の共振器面において、その共振器面と同軸、つまり、Ｍ軸配向しており、さらにその上に、第２保護膜（図６（ｂ）参照））２６が形成されている。保護膜２５はＡｌＮからなり、膜厚が１００Å程度である。第２保護膜２６はＳｉＯ2からなり、膜厚が２５００Å程度である。保護膜２５は、活性層１２と、その上下の第１窒化物半導体層１１及び第２窒化物半導体層１４にわたる領域に、さらにリッジ１４の下方及びその左右にわたる領域に、薄膜の領域２５ａを有している。この薄膜の領域２５ａは、例えば、保護膜２５の薄膜の領域の膜厚Ｄ１が７０Å程度、最大膜厚Ｄ２が１００Å程度、すなわち、薄膜の領域において３０Å程度の窪みを有する。また、薄膜の領域２５ａの幅Ｗは２．０μｍ程度、高さＨは５００Å程度である。
The resonator surface is mainly formed of a nitride semiconductor layer having an M-axis orientation, and the
この窒化物半導体レーザ素子は、以下のように製造することができる。
まず、窒化ガリウム基板を準備する。この窒化ガリウム基板上に、１１６０℃でＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＧ、アンモニア、シランガスを用い、Ｓｉを４×１０18／ｃｍ3ドープしたＡｌ0.03Ｇａ0.97Ｎよりなる層を膜厚２μｍで成長させる。なお、このｎ側クラッド層は超格子構造とすることもできる。
続いて、シランガスを止め、１０００℃でアンドープＧａＮよりなるｎ側光ガイド層を０．１７５μｍの膜厚で成長させる。このｎ側光ガイド層にｎ型不純物をドープしてもよい。
This nitride semiconductor laser device can be manufactured as follows.
First, a gallium nitride substrate is prepared. On this gallium nitride substrate, a layer made of Al 0.03 Ga 0.97 N doped with Si 4 × 10 18 / cm 3 is grown to a thickness of 2 μm using TMA (trimethylaluminum), TMG, ammonia, and silane gas at 1160 ° C. . Note that the n-side cladding layer may have a superlattice structure.
Subsequently, the silane gas is stopped, and an n-side light guide layer made of undoped GaN is grown to a thickness of 0.175 μm at 1000 ° C. The n-side light guide layer may be doped with n-type impurities.
次に、温度を９００℃にして、ＳｉドープＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎよりなる障壁層を１４０Åの膜厚で成長させ、続いて同一温度で、アンドープＩｎ0.07Ｇａ0.93Ｎよりなる井戸層を７０Åの膜厚で成長させる。障壁層と井戸層とを２回交互に積層し、最後に障壁層で終わり、総膜厚５６０Åの多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の活性層を成長させる。 Next, the temperature is set to 900 ° C., a barrier layer made of Si-doped In 0.02 Ga 0.98 N is grown to a thickness of 140 Å, and then a well layer made of undoped In 0.07 Ga 0.93 N is grown to a thickness of 70 膜 at the same temperature. Grow with thickness. A barrier layer and a well layer are alternately stacked twice, and finally, an active layer of a multiple quantum well structure (MQW) having a total film thickness of 560 mm is grown by ending with the barrier layer.
温度を１０００℃に上げ、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、ｐ側光ガイド層よりもバンドギャップエネルギーが大きい、Ｍｇを１×１０20／cm3ドープしたｐ型Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ｎよりなるｐ側キャップ層を１００Åの膜厚で成長させる。なお、このｐ側キャップ層は省略可能である。
続いて、Ｃｐ2Ｍｇ、ＴＭＡを止め、１０００℃で、バンドギャップエネルギーがｐ側キャップ層１０よりも小さい、アンドープＧａＮよりなるｐ側光ガイド層を０．１４５μｍの膜厚で成長させる。
次に、１０００℃でアンドープＡｌ0.10Ｇａ0.90Ｎよりなる層を２５Åの膜厚で成長させ、続いてＣｐ2Ｍｇ、ＴＭＡを止め、アンドープＧａＮよりなる層を２５Åの膜厚で成長させ、総膜厚０．４５μｍの超格子層よりなるｐ側クラッド層を成長させる。
The temperature was raised to 1000 ° C., TMG, TMA, ammonia, Cp 2 Mg (cyclopentadienyl magnesium) was used, and the band gap energy was larger than that of the p-side light guide layer, and Mg was doped at 1 × 10 20 / cm 3 . A p-side cap layer made of p-type Al 0.25 Ga 0.75 N is grown to a thickness of 100 mm. This p-side cap layer can be omitted.
Subsequently, Cp 2 Mg and TMA are stopped, and a p-side light guide layer made of undoped GaN having a band gap energy smaller than that of the p-
Next, a layer made of undoped Al 0.10 Ga 0.90 N is grown to a thickness of 25 mm at 1000 ° C., then Cp 2 Mg and TMA are stopped, and a layer made of undoped GaN is grown to a thickness of 25 mm, A p-side cladding layer made of a superlattice layer having a thickness of 0.45 μm is grown.
最後に、１０００℃で、ｐ側クラッド層の上に、Ｍｇを１×１０20／cm3ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ側コンタクト層を１５０Åの膜厚で成長させる。
このようにして窒化物半導体を成長させたウェハを反応容器から取り出し、最上層のｐ側コンタクト層の表面にＳｉＯ2よりなる保護膜を形成して、共振器面に平行な方向における幅が８００μｍのストライプ状の構造を形成する。この部分がレーザ素子の共振器本体となる。共振器長は、２００μｍ〜５０００μｍ程度の範囲であることが好ましい。
Finally, a p-side contact layer made of p-type GaN doped with 1 × 10 20 / cm 3 of Mg is grown on the p-side cladding layer at 1000 ° C. to a thickness of 150 mm.
The wafer on which the nitride semiconductor is grown in this way is taken out of the reaction vessel, a protective film made of SiO 2 is formed on the surface of the uppermost p-side contact layer, and the width in the direction parallel to the resonator surface is 800 μm. A stripe structure is formed. This part becomes the resonator body of the laser element. The resonator length is preferably in the range of about 200 μm to 5000 μm.
次に、ｐ側コンタクト層の表面にストライプ状のＳｉＯ2よりなる保護膜を形成して、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いてＳｉＣｌ4ガスによりエッチングし、ストライプ状の光導波路領域であるリッジ部を形成する。 Next, a protective film made of striped SiO 2 is formed on the surface of the p-side contact layer, and etched with SiCl 4 gas using RIE (reactive ion etching) to form a ridge which is a striped optical waveguide region. Forming part.
このリッジ部の側面をＺｒＯ2からなる絶縁層で保護する。
次いで、ｐ側コンタクト層及び絶縁層の上の表面にＮｉ（１００Å）／Ａｕ（１０００Å）／Ｐｔ（１０００Å）よりなるｐ電極を形成する。ｐ電極を形成した後、Ｓｉ酸化膜（ＳｉＯ2）からなる保護膜２４０をｐ電極の上及び埋込膜の上及び半導体層の側面に０．５μｍの膜厚で、スパッタリングにより成膜する。ｐ電極を形成した後、６００℃でオーミックアニールを行う。
The side surface of the ridge portion is protected with an insulating layer made of ZrO 2 .
Next, a p-electrode made of Ni (100 Å) / Au (1000 Å) / Pt (1000 Å) is formed on the surface above the p-side contact layer and the insulating layer. After forming the p-electrode, a protective film 240 made of a Si oxide film (SiO 2 ) is formed on the p-electrode, the buried film, and the side surface of the semiconductor layer by sputtering to a thickness of 0.5 μm. After forming the p-electrode, ohmic annealing is performed at 600 ° C.
次に、保護膜で覆われていない露出しているｐ電極上に連続して、Ｎｉ（８０Å）／Ｐｄ（２０００Å）／Ａｕ（８０００Å）で形成し、ｐパッド電極を形成する。
その後、基板厚みが８０μｍになるように窒化物半導体層の成長面と反対側の面から研磨を行う。
Next, Ni (80 電極) / Pd (2000 Å) / Au (8000 Å) is continuously formed on the exposed p electrode not covered with the protective film to form a p pad electrode.
Thereafter, polishing is performed from the surface opposite to the growth surface of the nitride semiconductor layer so that the substrate thickness becomes 80 μm.
研磨した面に、Ｔｉ（１５０Å）／Ｐｔ（２０００Å）／Ａｕ（３０００Å）よりなるｎ電極を形成する。
ｎ電極とｐ電極及びｐパッド電極とを形成したウェハー状の窒化物半導体基板の第１の主面側に凹部溝をけがきによって形成する。この凹部溝は、例えば、深さを１０μｍとする。また、共振器面と平行方向に、側面から５０μｍ、垂直方向に１５μｍの幅とする。次に、この凹部溝を劈開補助線として窒化物半導体基板のｎ電極の形成面側からバー状に劈開し、劈開面（１−１００面、六角柱状の結晶の側面に相当する面＝Ｍ面）を共振器面とする。共振器長は８００μｍとし、その後、ｐ電極に平行な方向で、バーをチップ化することで半導体レーザ素子とする。
On the polished surface, an n electrode made of Ti (150 Å) / Pt (2000 Å) / Au (3000 Å) is formed.
A concave groove is formed by scribing on the first main surface side of the wafer-like nitride semiconductor substrate on which the n electrode, the p electrode, and the p pad electrode are formed. For example, the recess groove has a depth of 10 μm. The width is 50 μm from the side surface in the direction parallel to the resonator surface and 15 μm in the vertical direction. Next, this recess groove is used as a cleavage assist line to cleave in a bar shape from the n-electrode formation surface side of the nitride semiconductor substrate, and the cleavage surface (1-100 plane, plane corresponding to the side of the hexagonal column crystal = M plane) ) Is the resonator surface. The cavity length is set to 800 μm, and then a bar is formed into chips in a direction parallel to the p-electrode to obtain a semiconductor laser element.
共振器面には、ＡｌＮからなる保護膜を形成する。
まず、共振器面を、窒素プラズマを用いて表面処理し、続いて、ＥＣＲスパッタ装置を用いて、Ａｒの流量が３０ｓｃｃｍ、Ｎ2の流量が１０ｓｃｃｍ、マイクロ波電力５００Ｗ、ＲＦ電力２５０Ｗ、成膜速度５０Å／ｍｉｎの条件で、ＡｌＮからなる保護膜（１００Å）を形成する。
A protective film made of AlN is formed on the resonator surface.
First, the surface of the resonator is surface-treated using nitrogen plasma, and then using an ECR sputtering apparatus, the flow rate of Ar is 30 sccm, the flow rate of N 2 is 10 sccm, the microwave power is 500 W, the RF power is 250 W, and the film is formed. A protective film (100 Å) made of AlN is formed at a speed of 50 Å / min.
続いて、ＡｌＮ保護膜の上に、例えば、出射側の端面にスパッタ装置でＳｉターゲットを用いて、酸素の流量が５ｓｃｃｍ、ＲＦ電力５００Ｗの条件でＳｉＯ2からなる第２保護膜を２５００Å成膜する。 Subsequently, on the AlN protective film, for example, a second protective film made of SiO 2 is formed on the end face on the emission side by using a Si target with a sputtering apparatus under conditions of an oxygen flow rate of 5 sccm and an RF power of 500 W. To do.
また、反射側には、出射側と同様の成膜条件で、ＳｉＯ2を２５００Å成膜し、その上に（ＳｉＯ2／ＺｒＯ2）を（６７０Å／４４０Å）で６周期成膜してもよい。
次に、レーザ素子に電圧を印加し、動作電圧、動作電流等を調整しながら形成されたＡｌＮからなる保護膜のいわゆる光導波路領域に局所的にレーザ光を露光する。これにより、光導波路領域がレーザ光により発熱し、その上に形成された保護膜が薄膜化される。
Further, on the reflection side, under the same film forming conditions and the exit side, the SiO 2 was 2500Å deposition may be 6 cycles deposited at thereon the (SiO 2 / ZrO 2) ( 670Å / 440Å) .
Next, a laser beam is locally exposed to a so-called optical waveguide region of a protective film made of AlN formed by applying a voltage to the laser element and adjusting an operating voltage, an operating current, and the like. As a result, the optical waveguide region is heated by the laser light, and the protective film formed thereon is thinned.
得られた半導体レーザ素子について、Ｔｃ＝８０℃、Ｐｏ＝３２０ｍＷ、発振波長４０６ｎｍで連続発振した後の光出力を測定した。
また、比較のために、薄膜の領域が形成されたＡｌＮからなる保護膜（１００Å）に代えて、薄膜の領域が形成されていないＡｌＮからなる保護膜を形成する以外は、実質的に上述した半導体レーザ素子と同様の製造方法でレーザ素子を形成し、同様の条件で、連続発振後の光出力を測定した。それらの結果を図４に示す。
About the obtained semiconductor laser device, the optical output after continuous oscillation at Tc = 80 ° C., Po = 320 mW, and oscillation wavelength 406 nm was measured.
For comparison, the above-described configuration is substantially the same as that described above except that a protective film made of AlN without a thin film region is formed instead of the protective film made of AlN with a thin film region (100 mm). A laser element was formed by the same manufacturing method as the semiconductor laser element, and the light output after continuous oscillation was measured under the same conditions. The results are shown in FIG.
図４においては、実線で示したデータが本発明の薄膜の領域を有するレーザ素子のＩ−Ｌ特性を示し、点線で示したデータが比較例の薄膜の領域を有さないレーザ素子のＩ−Ｌ特性を示すものである。 In FIG. 4, the data indicated by the solid line indicates the IL characteristics of the laser element having the thin film region of the present invention, and the data indicated by the dotted line indicates the I− of the laser element having no thin film region of the comparative example. L characteristic is shown.
図４によれば、薄膜の領域を有する本発明の保護膜を備えるレーザ素子において、ＣＯＤレベルが、薄膜の領域を有さないＡｌＮからなる保護膜を備えるレーザ素子に対して、著しく高いことが分かった。 According to FIG. 4, in the laser element having the protective film of the present invention having a thin film region, the COD level is significantly higher than that of the laser element having a protective film made of AlN having no thin film region. I understood.
さらに、別の比較のために、ＡｌＮからなる保護膜及びＳｉＯ2からなる第２保護膜に代えて、共振器面に薄膜の領域が形成されていないＡｌ2Ｏ3膜（膜厚：１５００Å）を、ＥＣＲスパッタ法により、このＡｌ2Ｏ3膜において薄膜の領域を有さない膜として形成する以外は、実質的に上述した半導体レーザ素子と同様の製造方法でレーザ素子を形成し、同様の条件で、連続発振後の光出力を測定した。 Furthermore, for another comparison, instead of a protective film made of AlN and a second protective film made of SiO 2, an Al 2 O 3 film (thickness: 1500 mm) in which no thin film region is formed on the resonator surface Except that the Al 2 O 3 film is formed as a film having no thin film region by ECR sputtering, and a laser element is formed by a manufacturing method substantially similar to that of the semiconductor laser element described above. Under the conditions, the light output after continuous oscillation was measured.
その結果、上述したＡｌＮからなる保護膜を備えるレーザ素子よりもＣＯＤレベルの低下がさらに大きく、薄膜の領域を有する本発明の保護膜を備えるレーザ素子は、このような薄膜の領域を有さないＡｌ2Ｏ3からなる保護膜を備えるレーザ素子に対しても、ＣＯＤレベルが著しく向上していることが分かった。 As a result, the reduction in the COD level is larger than that of the laser element having the protective film made of AlN described above, and the laser element having the protective film of the present invention having the thin film region does not have such a thin film region. It was found that the COD level was remarkably improved even for a laser element having a protective film made of Al 2 O 3 .
このように、共振器面に対して、薄膜の領域を有する保護膜を形成することにより、共振器面を構成する窒化物半導体層の発光部分に対して、応力を生じさせることなく、窒化物半導体にクラックが生じず、共振器面との密着性が良好で、剥がれを防止し、ひいては、ＣＯＤレベルを向上させることができる。 In this way, by forming a protective film having a thin film region on the resonator surface, nitride is generated without causing stress on the light emitting portion of the nitride semiconductor layer constituting the resonator surface. The crack does not occur in the semiconductor, the adhesiveness with the resonator surface is good, peeling is prevented, and as a result, the COD level can be improved.
また、得られた窒化物半導体レーザ素子の保護膜を検証するために、ｎ−ＧａＮ基板（Ｍ軸配向：Ｍ面）上に、上記と同様の材料及び実質的に同様の成膜方法で、具体的には、前処理したＧａＮ基板上に、ＥＣＲスパッタ装置を用いて、Ａｒの流量が３０ｓｃｃｍ、Ｎ2の流量が１０ｓｃｃｍ、マイクロ波電力５００Ｗ、ＲＦ電力２５０Ｗの条件で、ＡｌＮからなる保護膜を１００Å成膜し、この膜の軸配向性を、ＸＲＤ装置（使用Ｘ線：ＣｕＫα線（λ＝０．１５４ｎｍ）、モノクロメータ：Ｇｅ(２２０)、測定方法：ωスキャン、ステップ幅：０．０１°、スキャンスピード：０．４秒／ステップ）を用いて測定した。このとき、１６〜１７°付近が、Ｍ軸配向性を示すＡｌＮに由来するピークに対応し、１８°付近がＣ軸配向性を有するＡｌＮに由来するピークに対応する。その測定結果を図５に示す。 Further, in order to verify the protective film of the obtained nitride semiconductor laser device, on the n-GaN substrate (M-axis orientation: M plane), with the same material and the substantially same film formation method as described above, Specifically, a protective film made of AlN on a pretreated GaN substrate using an ECR sputtering apparatus under the conditions of an Ar flow rate of 30 sccm, an N 2 flow rate of 10 sccm, a microwave power of 500 W, and an RF power of 250 W. 100 X of the film was formed, and the axial orientation of the film was measured by an XRD apparatus (X-ray used: CuKα ray (λ = 0.154 nm), monochromator: Ge (220), measurement method: ω scan, step width: 0. 01 °, scan speed: 0.4 sec / step). At this time, the vicinity of 16 to 17 ° corresponds to a peak derived from AlN showing M-axis orientation, and the vicinity of 18 ° corresponds to a peak derived from AlN having C-axis orientation. The measurement results are shown in FIG.
図５では、強度の高いＭ軸配向性を示すＡｌＮに由来するピークが現れており、１８°付近のＣ軸配向性を有するＡｌＮに由来するピークはほとんど見られなかった。このことから、本発明の保護膜は、Ｍ軸配向性を有することが分かる。 In FIG. 5, a peak derived from AlN showing M-axis orientation with high strength appears, and a peak derived from AlN having C-axis orientation around 18 ° was hardly seen. This shows that the protective film of the present invention has M-axis orientation.
実施例２
この実施例では、ＡｌＮからなる保護膜にレーザ光を露光するのに代えて、ＡｌＮからなる保護膜を形成した後、公知の方法、例えば、レジストを共振器面上のＡｌＮ膜上全面に塗布し、９０℃にて３０分間大気中でプリベークし、いわゆる光導波路領域にのみ開口するマスクを用いて露光し、現像及びポストベークを行うことにより、レジストの光導波路領域に開口を形成し、ドライエッチングを利用して、光導波路領域のＡｌＮ膜を薄膜化し、レジストを除去した後、薄膜の領域を有する保護膜上にＳｉＯ2膜を２５００Å成膜する以外は、実施例１と同様にレーザ素子を作製する。
得られたレーザ素子は、実施例１と同様の効果が得られる。
Example 2
In this embodiment, instead of exposing the protective film made of AlN to laser light, a protective film made of AlN is formed, and then a known method, for example, a resist is applied to the entire surface of the AlN film on the resonator surface. Then, it is pre-baked in the atmosphere at 90 ° C. for 30 minutes, exposed using a mask that opens only in the so-called optical waveguide region, developed and post-baked to form an opening in the optical waveguide region of the resist, and dry The laser element is the same as in Example 1 except that the AlN film in the optical waveguide region is thinned by using etching, the resist is removed, and then a 2500 nm SiO 2 film is formed on the protective film having the thin film region. Is made.
The obtained laser device has the same effect as that of the first embodiment.
実施例３
実施例３では、第２保護膜２６をＡｌ2Ｏ3（膜厚１１００Å）で形成する以外、実施例１と同様にレーザ素子を形成する。
実施例１と同様の条件でＡｌＮ保護膜を形成し、続いて、例えば、出射側の端面に、Ａｌターゲットを用いて、酸素の流量が５ｓｃｃｍ、マイクロ波電力５００Ｗ、ＲＦ電力５００Ｗの条件でＡｌ2Ｏ3からなる第２保護膜を１１００Å成膜する。
得られたレーザ素子においては、実施例１と同様の効果が得られる。
Example 3
In Example 3, a laser element is formed in the same manner as in Example 1 except that the second
An AlN protective film is formed under the same conditions as in Example 1. Subsequently, for example, an Al target is used on the end face on the emission side, and the flow rate of oxygen is 5 sccm, the microwave power is 500 W, and the RF power is 500 W. A second protective film made of 2 O 3 is formed to 1100 nm.
In the obtained laser element, the same effect as in Example 1 is obtained.
実施例４
実施例４では、図６（ｃ）で示すような窒化物半導体レーザ素子を形成する。
具体的には、保護膜２５（第１膜）は、ＡｌＮからなり、膜厚１００Å程度である。第２膜２５’は、ＧａＮからなり、膜厚１００Å程度である。第２保護膜は、Ａｌ2Ｏ3からなり、膜厚１１００Å程度である。また、保護膜２５に形成された薄膜の領域の膜厚が７０Å程度、最大膜厚が１００Å程度、すなわち薄膜の領域において３０Å程度の窪みを有する。また、薄膜の領域の幅が２．０μｍ程度、高さが５００Å程度で形成される。さらに、第２膜２５’にも、同様の大きさの薄膜の領域を有する。それ以外は、実施例１と同様にレーザ素子を形成する。
Example 4
In Example 4, a nitride semiconductor laser device as shown in FIG. 6C is formed.
Specifically, the protective film 25 (first film) is made of AlN and has a thickness of about 100 mm. The
実施例１と同様の条件で、ＡｌＮ保護膜を形成し、続いて、Ａｒの流量が３０ｓｃｃｍ、Ｎ2の流量が１０ｓｃｃｍ、マイクロ波電力５００Ｗ、ＲＦ電力５００Ｗ、成膜速度１００Å／ｍｉｎの条件で、ＧａＮからなる第２膜２５’（１００Å）を形成する。
次に、第２膜の上に、例えば、出射側の端面にＡｌターゲットを用いて、酸素の流量が５ｓｃｃｍ、マイクロ波電力５００Ｗ、ＲＦ電力５００Ｗの条件でＡｌ2Ｏ3からなる第２保護膜を１１００Å成膜する。
得られたレーザ素子においては、実施例１と同様の効果が得られる。
An AlN protective film is formed under the same conditions as in Example 1. Subsequently, the flow rate of Ar is 30 sccm, the flow rate of N 2 is 10 sccm, the microwave power is 500 W, the RF power is 500 W, and the deposition rate is 100 Å / min. Then, a
Next, a second protective film made of Al 2 O 3 on the second film, for example, using an Al target on the end face on the emission side, under conditions of an oxygen flow rate of 5 sccm, microwave power of 500 W, and RF power of 500 W. 1100 mm of film is formed.
In the obtained laser element, the same effect as in Example 1 is obtained.
本発明は、レーザダイオード素子（ＬＤ）のみならず、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）、スーパーフォトルミネセンスダイオード等の発光素子、太陽電池、光センサ等の受光素子、あるいはトランジスタ、パワーデバイス等の電子デバイスに用いられるような、保護膜と半導体層との密着性を確保する必要がある窒化物半導体素子に広く適用することができる。特に、光ディスク用途、光通信システム、印刷機、露光用途、測定、バイオ関連の励起用光源等における窒化物半導体レーザ素子に利用することができる。 The present invention provides not only a laser diode element (LD) but also a light emitting diode element (LED), a light emitting element such as a super photoluminescence diode, a light receiving element such as a solar cell or a photosensor, or an electronic device such as a transistor or a power device. It can be widely applied to nitride semiconductor elements that need to ensure the adhesion between the protective film and the semiconductor layer as used in the above. In particular, it can be used for nitride semiconductor laser elements in optical disc applications, optical communication systems, printing presses, exposure applications, measurements, bio-related excitation light sources, and the like.
１０ 基板
１１ 第１窒化物半導体層
１２ 活性層
１３ 第２窒化物半導体層
１４ リッジ
１５ 埋込膜
１６ ｐ電極
１７ 第３保護膜
１８ ｐ側パッド電極
１９ ｎ電極
２５ 保護膜（第１膜）
２５’第２膜
２５ａ 薄膜の領域
２６ 第２保護膜
10
25 '
Claims (7)
前記保護膜の最大膜厚は５〜１００ｎｍであり、
少なくとも共振器面の活性層に接触する保護膜のうち、リッジの下方及びその近傍領域であって、共振器面の光導波路領域において、前記保護膜の最大膜厚よりも薄い領域を有する窒化物半導体レーザ素子。 A nitride semiconductor layer including a first nitride semiconductor layer, an active layer, and a second nitride semiconductor layer; and a protective film made of single-crystal aluminum nitride in contact with a resonator surface of the nitride semiconductor layer. A nitride semiconductor laser device having a ridge formed on the surface of the second nitride semiconductor layer,
The maximum film thickness of the protective film is 5 to 100 nm,
Of the protective film that contacts at least the active layer on the resonator surface, a nitride having a region below the ridge and in the vicinity thereof and in the optical waveguide region on the resonator surface that is thinner than the maximum film thickness of the protective film Semiconductor laser element.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007046260A JP5670009B2 (en) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Nitride semiconductor laser device |
| US12/033,404 US7764722B2 (en) | 2007-02-26 | 2008-02-19 | Nitride semiconductor laser element |
| KR1020080016891A KR101407885B1 (en) | 2007-02-26 | 2008-02-25 | Nitride semiconductor laser device |
| EP09158504A EP2086076B1 (en) | 2007-02-26 | 2008-02-25 | Nitride semiconductor laser element |
| EP08151908A EP1962395B1 (en) | 2007-02-26 | 2008-02-25 | Nitride semiconductor laser element |
| CN2008100808963A CN101257186B (en) | 2007-02-26 | 2008-02-26 | Nitride semiconductor laser element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007046260A JP5670009B2 (en) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Nitride semiconductor laser device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008210992A JP2008210992A (en) | 2008-09-11 |
| JP2008210992A5 JP2008210992A5 (en) | 2010-03-18 |
| JP5670009B2 true JP5670009B2 (en) | 2015-02-18 |
Family
ID=39787044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007046260A Active JP5670009B2 (en) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Nitride semiconductor laser device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5670009B2 (en) |
| CN (1) | CN101257186B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11581701B2 (en) | 2018-02-14 | 2023-02-14 | Nuvoton Technology Corporation Japan | Nitride semiconductor laser element and illumination light source module |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5572919B2 (en) * | 2007-06-07 | 2014-08-20 | 日亜化学工業株式会社 | Nitride semiconductor laser device |
| DE102012102305A1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laser diode device for projection system, has crystalline protective layer made of dielectric material is formed on radiation uncoupling surface of laser diode chip which is provided on mounting element |
| US10418781B1 (en) * | 2018-07-06 | 2019-09-17 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Quantum well passivation structure for laser facets |
| CN114453740B (en) * | 2022-02-25 | 2023-10-17 | 中国人民解放军国防科技大学 | Quartz harmonic oscillator assembly device and method based on laser welding |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62254480A (en) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser device |
| JP2742100B2 (en) * | 1989-08-18 | 1998-04-22 | 株式会社リコー | Mask semiconductor laser |
| JP3381073B2 (en) * | 1992-09-28 | 2003-02-24 | ソニー株式会社 | Semiconductor laser device and method of manufacturing the same |
| ATE487255T1 (en) * | 2001-05-31 | 2010-11-15 | Nichia Corp | SEMICONDUCTOR LASER ELEMENT |
| JP4529372B2 (en) * | 2003-04-23 | 2010-08-25 | 日亜化学工業株式会社 | Semiconductor laser element |
| JP4451371B2 (en) * | 2004-12-20 | 2010-04-14 | シャープ株式会社 | Nitride semiconductor laser device |
| JP5285835B2 (en) * | 2005-07-13 | 2013-09-11 | 株式会社東芝 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
2007
- 2007-02-26 JP JP2007046260A patent/JP5670009B2/en active Active
-
2008
- 2008-02-26 CN CN2008100808963A patent/CN101257186B/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11581701B2 (en) | 2018-02-14 | 2023-02-14 | Nuvoton Technology Corporation Japan | Nitride semiconductor laser element and illumination light source module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101257186A (en) | 2008-09-03 |
| JP2008210992A (en) | 2008-09-11 |
| CN101257186B (en) | 2012-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2008227002A (en) | Nitride semiconductor laser element | |
| US7668218B2 (en) | Nitride semiconductor laser element | |
| JP5223552B2 (en) | Manufacturing method of nitride semiconductor laser device | |
| JP2000114664A (en) | Nitride semiconductor laser element | |
| JP5510212B2 (en) | Nitride semiconductor laser device and manufacturing method thereof | |
| JP4978454B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| JP5391588B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| JP5670009B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| JP4621791B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| KR101407885B1 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| JP4985374B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| JP2004047918A (en) | Manufacturing method of nitride semiconductor laser element | |
| JP5343687B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| JP2010109144A (en) | Semiconductor laser device and method of manufacturing the same | |
| JP5572919B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| JP2008205171A (en) | Nitride semiconductor laser element | |
| US8139620B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| JP2008218523A (en) | Nitride semiconductor laser element and method for manufacturing the same | |
| JP5640398B2 (en) | Nitride semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP5681338B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| JP2000101193A (en) | Nitride semiconductor laser element | |
| JP2003273463A (en) | Nitride semiconductor laser element and method of manufacturing the same | |
| JP5707929B2 (en) | Nitride semiconductor laser device | |
| JP5223342B2 (en) | Nitride semiconductor laser device and manufacturing method thereof | |
| JP2000022272A (en) | Nitride semiconductor laser element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100201 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100201 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110914 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110927 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20111222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120605 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120803 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130205 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130408 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20130408 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131015 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140115 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140227 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20140304 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20140425 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141217 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5670009 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |